RU2823414C1 - Helical conveyor with auxiliary blades and decanter centrifuge with helical discharge - Google Patents
Helical conveyor with auxiliary blades and decanter centrifuge with helical discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823414C1 RU2823414C1 RU2023121703A RU2023121703A RU2823414C1 RU 2823414 C1 RU2823414 C1 RU 2823414C1 RU 2023121703 A RU2023121703 A RU 2023121703A RU 2023121703 A RU2023121703 A RU 2023121703A RU 2823414 C1 RU2823414 C1 RU 2823414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- auxiliary
- blade
- screw conveyor
- helical
- Prior art date
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 34
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 19
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области техники удаления взвешенных твердых частиц из жидкости и, в частности, к винтовому конвейеру со вспомогательными лопастями и к декантерной центрифуге с винтовой разгрузкой.The present invention relates to the field of technology for removing suspended solids from liquid and, in particular, to a screw conveyor with auxiliary blades and to a decanter centrifuge with a screw discharge.
Уровень техникиState of the art
К декантерным центрифугам с винтовой разгрузкой относятся вертикальные и горизонтальные декантерные центрифуги с винтовой разгрузкой, и они представляют собой высокоэффективное оборудование для центрифугирования, предназначенное для удаления взвешенных твердых частиц из жидкости, и могут использоваться для промышленного и гражданского процесса центрифугирования для удаления взвешенных твердых частиц из жидкости. Горизонтальная декантерная центрифуга с винтовой разгрузкой для краткости называется декантерной центрифугой; по сравнению с ленточным пресс-фильтром, рамным фильтр-прессом и т.п., декантерная центрифуга благодаря таким своим преимуществам, как большой объем обработки, автоматизированное управление, хороший эффект обезвоживания и др., широко применяется в области промышленности. На фиг. 1 представлена конструкция существующей общепринятой декантерной центрифуги, при этом барабан содержит малый конец с коническим участком 11 и прямой большой конец с цилиндрическим участком 7; малый конец и большой конец прочно установлены с помощью соответственно крышки 2 малого конца и крышки 8 большого конца; подающая труба 1 проходит через крышку 2 малого конца и сообщается с внутренней частью полого внутреннего трубчатого элемента 4 винтового конвейера или через большой конец барабана проходит внутрь; периферия внутреннего трубчатого элемента 4 прикреплена к винтовым лопастям 6; внутренний трубчатый элемент 4, который рядом с подающей трубой 1, снабжен выходными отверстиями 3; внешний трубчатый элемент 5 в нижней части малого конца снабжен отверстием 12 для выпуска твердой фазы; крышка 8 большого конца снабжена сливным отверстием 9; крышка 8 большого конца и внешний трубчатый элемент 5 прочно соединены; в барабане и винтовом конвейере дифференциальным вращением управляют посредством дифференциала. Во время работы подлежащая разделению суспензия через подающую трубу 1 непрерывно перемещается в полый внутренний трубчатый элемент 4 винтового конвейера, через выходное отверстие 3 винтового конвейера попадает между быстро вращающимися внешним трубчатым элементом 5 и внутренним трубчатым элементом 4; под действием центробежной силы твердые частицы быстро оседают на внутренней стенке внешнего трубчатого элемента; барабан и винтовой конвейер дифференциально вращаются в одном направлении; винтовой конвейер проталкивает осевшие твердые частицы в зону сушки на малом конце барабана, при этом за счет сдавливания в двух направлениях за счет тяги винтового конвейера и центробежной силы осаждения обеспечено дополнительное сдавливание и обезвоживание осадка с последующим выпуском через отверстие 12 для выпуска твердой фазы в малом конце барабана; и надосадочная жидкость после разделения перемещается в направлении большого конца барабана и, наконец, выпускается через сливное отверстие 9 в большом конце барабана. Винтовой конвейер может непрерывно направлять осадок в отверстие 12 для удаления шлака с его выпуском из машины; его конструкция, материал и параметры не только связаны с производительностью и сроком службы декантерной центрифуги, но и непосредственно влияют на эффективность удаления шлака и эффект разделения. Во время фактической работы, когда существующий горизонтальный винтовой сепаратор обрабатывает суспензию, в которой сравнительно трудно разделить твердые частицы и жидкость, эффективность обработки сравнительно плохая, мелкие твердые частицы трудно выделяются и будут выпускаться вместе с легкой фазой, что приводит к сравнительно высокому содержанию твердых частиц в легкой фазе, и в процессе последующей обработки также необходимо установить более точную центрифугу для повторного центрифугирования легкой жидкости.Screw discharge decanter centrifuges include vertical and horizontal screw discharge decanter centrifuges, and they are highly efficient centrifugation equipment designed to remove suspended solids from liquid, and can be used for industrial and civil centrifugation process to remove suspended solids from liquid . A horizontal screw discharge decanter centrifuge is called a decanter centrifuge for short; Compared with belt filter press, frame filter press, etc., decanter centrifuge, due to its advantages such as large processing volume, automated control, good dewatering effect, etc., is widely used in the industrial field. In fig. 1 shows the design of an existing conventional decanter centrifuge, the drum comprising a small end with a conical section 11 and a straight large end with a cylindrical section 7; the small end and the large end are firmly installed by the small end cap 2 and the large end cap 8, respectively; the feed pipe 1 passes through the small end cover 2 and communicates with the inside of the hollow inner tubular element 4 of the screw conveyor or passes inward through the large end of the drum; the periphery of the inner tubular member 4 is attached to the helical blades 6; the inner tubular element 4, which is next to the supply pipe 1, is provided with outlet openings 3; the outer tubular element 5 at the bottom of the small end is equipped with a hole 12 for releasing the solid phase; the large end cap 8 is provided with a drain hole 9; the large end cap 8 and the outer tubular member 5 are firmly connected; In drum and screw conveyors, differential rotation is controlled by means of a differential. During operation, the suspension to be separated is continuously moved through the supply pipe 1 into the hollow inner tubular element 4 of the screw conveyor, and through the outlet hole 3 of the screw conveyor enters between the rapidly rotating outer tubular element 5 and the inner tubular element 4; under the influence of centrifugal force, solid particles quickly settle on the inner wall of the outer tubular element; the drum and screw conveyor rotate differentially in one direction; the screw conveyor pushes the settled solid particles into the drying zone at the small end of the drum, while due to compression in two directions due to the traction of the screw conveyor and the centrifugal force of deposition, additional compression and dewatering of the sludge is ensured, followed by release through hole 12 to release the solid phase at the small end drum; and the supernatant liquid after separation moves towards the large end of the drum and is finally discharged through the drain hole 9 at the large end of the drum. The screw conveyor can continuously guide the sludge into the hole 12 to remove the slag and discharge it from the machine; Its design, material and parameters are not only related to the performance and service life of the decanter centrifuge, but also directly affect the slag removal efficiency and separation effect. During actual operation, when the existing horizontal screw separator processes the suspension in which it is comparatively difficult to separate solid particles and liquid, the processing efficiency is comparatively poor, fine solid particles are difficult to separate out, and will be discharged together with the light phase, resulting in comparatively high solid content in light phase, and in the subsequent processing it is also necessary to install a more accurate centrifuge to re-centrifuge the light liquid.
В китайском патенте на изобретение № 2018210710072 раскрыта горизонтальная трехфазная комбинированная центрифуга, при этом к наружной стенке винтового толкателя приварен сепаратора с наклонной спиральной пластиной; на сепараторе с наклонной спиральной пластиной и наружной стенке винтового толкателя как единое целое установлена пластина винтового толкателя, при этом преодолеваются дефекты дисковых центрифуг и декантерных центрифуг и может выполняться трехфазное или двухфазное разделение, что уменьшает неудобство одновременного использования нескольких видов оборудования для центрифугирования в одном и том же процессе, эффект очень близок к четкости выделения из жидкости у специальных дисковых центрифуг и полностью эквивалентен действию декантерной центрифуги на твердые вещества, и регулирование эффекта разделения осуществляется проще. Однако большое количество наклонных пластин, плотно установленных внутри, серьезно увеличивает вес ротора, при этом установка винтовых лопастей на периферии наклонных спиральных пластин позволяет применять только точечную сварку в местах пересечения, поэтому прочность соединения лопастей не является особенно хорошей, и они не могут выдерживать центробежную нагрузку от быстрого вращения декантерной центрифуги; в такой конструкции материал может вдоль наклонных спиральных пластин от загрузочного конца непосредственно попадать в отверстие для выпуска легкой жидкости посредством наклонных спиральных пластин, в результате чего происходит короткое замыкание, что серьезно влияет на эффект разделения материала.Chinese invention patent No. 2018210710072 discloses a horizontal three-phase combination centrifuge, with an inclined spiral plate separator welded to the outer wall of the screw pusher; On the inclined spiral plate separator and the outer wall of the screw pusher, the screw pusher plate is installed as a whole, which overcomes the defects of disk centrifuges and decanter centrifuges, and can achieve three-phase or two-phase separation, which reduces the inconvenience of using several types of centrifugation equipment at the same time in the same volume In the same process, the effect is very close to the clear separation from liquid of special disk centrifuges and is completely equivalent to the effect of a decanter centrifuge on solids, and the control of the separation effect is simpler. However, a large number of inclined plates tightly installed inside seriously increases the weight of the rotor, while the installation of helical blades on the periphery of the inclined spiral plates allows only spot welding at the intersection points, so the connection strength of the blades is not particularly good, and they cannot withstand centrifugal load from rapid rotation of the decanter centrifuge; In such a structure, the material may along the inclined spiral plates from the loading end directly fall into the light liquid discharge hole through the inclined spiral plates, causing a short circuit to occur, which seriously affects the material separation effect.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Когда заявитель обрабатывает суспензии, которые трудно разделить на твердые и жидкие вещества, с имеющимися группами оборудования в вышеупомянутом действующем производстве, то эффект разделения слабый, содержание твердого вещества в легкой фазе относительно высокое и твердое вещество необходимо фильтровать или отделять в процессе последующей обработки; поэтому предложены обладающие рациональной конструкцией винтовой конвейер со вспомогательными лопастями и декантерная центрифуга с винтовой разгрузкой, при этом за счет увеличения эквивалентной площади оседания и длины разделения, а также повышения скорости увеличивается производительность обработки и эффективность разделения оборудования в отношении суспензии, в которой трудно разделить твердую и жидкую фазы, полученная в конце легкая фаза характеризуется низким содержанием твердых частиц, а также может экономиться место, необходимое для оборудования, и снижаться капиталовложения и эксплуатационные расходы.When the applicant processes suspensions that are difficult to separate into solids and liquids with existing groups of equipment in the above-mentioned operating production, the separation effect is weak, the solid content of the light phase is relatively high, and the solid needs to be filtered or separated in the post-processing process; Therefore, a rational design of a screw conveyor with auxiliary blades and a decanter centrifuge with a screw discharge are proposed, while by increasing the equivalent settling area and separation length, as well as increasing the speed, the processing capacity and separation efficiency of the equipment are increased for the suspension in which it is difficult to separate solid and liquid phase, the resulting light phase is characterized by low solids content, and can also save space required for equipment and reduce capital investment and operating costs.
Технические решения и полезные эффекты настоящего изобретения следующие:The technical solutions and beneficial effects of the present invention are as follows:
Винтовой конвейер со вспомогательными лопастями, у которого полый внутренний трубчатый элемент содержит конический участок и прямой цилиндрический участок, при этом трубчатая стенка, которая рядом с коническим участком, снабжена выходными отверстиями и внутренний трубчатый элемент по периферии снабжен винтовыми лопастями; при этом между винтовыми лопастями расположено несколько вспомогательных лопастей, при этом ширина вспомогательной лопасти меньше, чем шаг винтовой лопасти; две смежные вспомогательные лопасти в шахматном порядке расположены в пространстве спирального канала с образованием извилистого канала потока. Согласно настоящему изобретению за счет добавления между винтовыми лопастями вспомогательных лопастей вспомогательные лопасти вращаются вместе с внутренним трубчатым элементом, при этом попавшая в винтовой конвейер суспензия находится под действием огромного поля центробежных сил, и твердые частицы выделяются из жидкой фазы; ввиду наличия вспомогательных лопастей изменяется первоначальный режим, в котором приведение жидкости во вращение обеспечено только винтовыми лопастями, а также за счет того, что вспомогательные лопасти приводят в движение суспензию, которая через выходное отверстие попадает между внутренним и внешним трубчатыми элементами, можно сразу получить центробежную силу и скорость вращения, и тем самым ускоряется разделение твердой и жидкой фаз и повышается эффективность разделения. В то же время вспомогательная лопасть также увеличивает эквивалентную площадь оседания; на основании формулы коэффициента разделения F r= rω2/g вышеуказанные повышение скорости и увеличение площади могут заметно повысить коэффициент разделения F r с получением лучшего эффекта разделения. Согласно настоящему изобретению за счет изменения существующей декантерной центрифуги повышается производительность обработки и эффективность разделения оборудования в отношении суспензии, в которой трудно разделить твердую и жидкую фазы, и изобретение характеризуется низкой стоимостью изготовления, экономией производственных расходов и другими преимуществами.A screw conveyor with auxiliary blades, in which the hollow inner tubular element contains a conical portion and a straight cylindrical portion, wherein the tubular wall adjacent to the conical portion is provided with outlet openings and the inner tubular element is provided with helical blades along the periphery; in this case, several auxiliary blades are located between the helical blades, and the width of the auxiliary blade is less than the pitch of the helical blade; two adjacent auxiliary blades are staggered in the spiral channel space to form a tortuous flow channel. According to the present invention, by adding auxiliary blades between the screw blades, the auxiliary blades rotate together with the inner tubular element, while the suspension entering the screw conveyor is subjected to a huge field of centrifugal forces, and solid particles are released from the liquid phase; due to the presence of auxiliary blades, the initial mode is changed, in which the rotation of the liquid is ensured only by the helical blades, and also due to the fact that the auxiliary blades set in motion the suspension, which through the outlet hole falls between the inner and outer tubular elements, centrifugal force can be immediately obtained and rotation speed, thereby accelerating the separation of solid and liquid phases and increasing the separation efficiency. At the same time, the auxiliary blade also increases the equivalent settling area; Based on the formula of the separation coefficient F r= rω2/g, the above increase in speed and increase in area can noticeably improve the separation coefficient F r to obtain a better separation effect. According to the present invention, by modifying the existing decanter centrifuge, the processing capacity and separation efficiency of the equipment for suspension in which it is difficult to separate solid and liquid phases is improved, and the invention is characterized by low manufacturing cost, saving in production costs and other advantages.
Дополнительные улучшения в отношении вышеуказанных технических решений:Additional improvements regarding the above technical solutions:
Корневая часть вспомогательной лопасти приварена к периферийной поверхности внутреннего трубчатого элемента, при этом одна сторона приварена к винтовой лопасти на одной стороне спирального канала, а другая сторона расположена на определенном расстоянии t от винтовой лопасти на другой стороне спирального канала.The root portion of the auxiliary blade is welded to the peripheral surface of the inner tubular member, with one side welded to the helical blade on one side of the helical channel, and the other side located at a certain distance t from the helical blade on the other side of the helical channel.
Расстояние t составляет 20%-80% шага спирали p.The distance t is 20%-80% of the helix pitch p.
Вспомогательная лопасть представляет собой плоскую прямую лопасть или изогнутую лопасть.The auxiliary blade is a flat straight blade or a curved blade.
У изогнутой вспомогательной лопасти направление выпуклости изгиба криволинейной поверхности совпадает с направлением вращения барабана. Когда применяются изогнутые лопасти, вспомогательная лопасть характеризуется определенной степенью кривизны, при этом направление выпуклости изгиба ее криволинейной поверхности совпадает с направлением вращения барабана, то есть частицы тяжелой фазы в суспензии будут перемещаться вдоль выпуклой поверхности изогнутой лопасти в направлении наружу; такая компоновка может эффективно увеличивать центробежную силу и способствовать легкому оседанию частиц тяжелой фазы.For a curved auxiliary blade, the direction of the convexity of the bend of the curved surface coincides with the direction of rotation of the drum. When curved blades are used, the auxiliary blade is characterized by a certain degree of curvature, and the convex direction of the bend of its curved surface is the same as the rotation direction of the drum, that is, the heavy phase particles in suspension will move along the convex surface of the curved blade in an outward direction; This arrangement can effectively increase the centrifugal force and facilitate the easy settling of heavy phase particles.
Угол α между вспомогательной лопастью и линией центральной оси барабана составляет 0-45 градусов; или угол β между вспомогательной лопастью и радиальной линией барабана составляет 0-90 градусов.The angle α between the auxiliary blade and the line of the central axis of the drum is 0-45 degrees; or the angle β between the auxiliary blade and the radial line of the drum is 0-90 degrees.
Вспомогательная лопасть расположена в спиральном канале после выходного отверстия. Это может уменьшить сопротивление перемещению в зоне сушки на коническом участке барабана и способствует выпуску твердофазного материала.The auxiliary blade is located in the spiral channel after the outlet. This can reduce the resistance to movement in the drying zone at the conical portion of the drum and promote the release of solid material.
В пределах каждого шага спирали равномерно расположено несколько вспомогательных лопастей, которые между двумя смежными лопастями расположены параллельно или в шахматном порядке; места приваривания сторон двух вспомогательных лопастей на двух сторонах винтовой лопасти расположены в шахматном порядке. Расположение двух смежных лопастей в шахматном порядке может повысить эффективность проталкивания твердого материала и предотвращать возникновение мертвых углов или нагромождений. Согласно настоящему изобретению расположенные в шахматном порядке вспомогательные лопасти, расположенные в спиральном канале, образуют волнообразный канал; когда поток подлежащей разделению жидкости проходит по каналу, его блокируют вспомогательные лопасти, при этом снижается скорость потока и он вынужден постоянно менять направление, и увеличивается длина пути разделения суспензии, что увеличивает расстояние оседания и время пребывания подлежащей разделению суспензии в барабане; при условии неизменности диаметра, скорости вращения и отношения длины к диаметру барабана эквивалентная площадь оседания также одновременно увеличивается, расстояние оседания частиц сокращается и скорость потока суспензии увеличивается, так что твердые частицы могут быть в полной мере выделены из жидкой фазы и осажены, и может быть получена надосадочная жидкость с более высокой степенью чистоты, при этом в последующих процессах нет необходимости в повторном осуществлении фильтрации твердых частиц, и эффективно улучшается эффект разделения.Within each pitch of the spiral, several auxiliary blades are evenly located, which between two adjacent blades are arranged in parallel or in a checkerboard pattern; The welding points of the sides of the two auxiliary blades on the two sides of the helical blade are staggered. Staggering two adjacent blades can improve the efficiency of pushing hard material and prevent dead corners or pile-ups. According to the present invention, staggered auxiliary blades located in the spiral channel form a wave-shaped channel; when the flow of liquid to be separated passes through the channel, it is blocked by the auxiliary blades, while the flow speed decreases and it is forced to constantly change direction, and the length of the suspension separation path increases, which increases the settling distance and residence time of the suspension to be separated in the drum; As long as the diameter, rotation speed and length-to-diameter ratio of the drum are kept constant, the equivalent settling area is also simultaneously increased, the settling distance of the particles is shortened and the flow rate of the suspension is increased, so that the solid particles can be fully separated from the liquid phase and settled, and can be obtained supernatant liquid with a higher degree of purity, while subsequent processes do not need to re-perform solid filtration, and the separation effect is effectively improved.
Высота вспомогательных лопастей не превышает высоту винтовых лопастей, при этом высота является одинаковой или высота последовательно постепенно увеличивается от конца для твердой фазы до конца для жидкой фазы. Когда высота вспомогательных лопастей и высота винтовых лопастей равны, вспомогательные лопасти могут способствовать соскабливанию твердых частиц на внутренней стенке внешнего трубчатого элемента и способствовать проталкиванию твердых частиц винтовыми лопастями в направлении зоны сушки на малом конце барабана. Когда высота вспомогательных лопастей от конца для твердой фазы до конца для жидкой фазы последовательно постепенно увеличивается, вспомогательные лопасти могут помогать винтовым лопастям проталкивать твердые частицы в направлении конца для твердой фазы.The height of the auxiliary blades does not exceed the height of the helical blades, while the height is the same or the height gradually gradually increases from the end for the solid phase to the end for the liquid phase. When the height of the auxiliary blades and the height of the helical blades are equal, the auxiliary blades can help scrape solids on the inner wall of the outer tubular member and help push the solids by the helical blades towards the drying zone at the small end of the drum. When the height of the auxiliary blades from the solid end to the liquid end is gradually increased successively, the auxiliary blades can assist the helical blades to push solid particles towards the solid end.
Декантерная центрифуга с винтовой разгрузкой, в которой внутри внешнего трубчатого элемента установлен описанный выше винтовой конвейер со вспомогательными лопастями.Decanter centrifuge with screw discharge, in which the screw conveyor described above with auxiliary blades is installed inside the outer tubular element.
Описание прилагаемых графических материаловDescription of the attached graphic materials
На фиг. 1 представлено схематическое изображение конструкции существующей декантерной центрифуги.In fig. 1 shows a schematic representation of the design of an existing decanter centrifuge.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение конструкции декантерной центрифуги, применяемой в настоящем изобретении.In fig. 2 is a schematic diagram of the structure of a decanter centrifuge used in the present invention.
На фиг. 3 представлено объемное изображение винтового конвейера согласно настоящему изобретению.In fig. 3 is a three-dimensional view of a screw conveyor according to the present invention.
На фиг. 4 представлено изображение в разрезе по линии A-A винтового конвейера на фиг. 2.In fig. 4 is a sectional view along line A-A of the screw conveyor in FIG. 2.
На фиг. 5, подобно фиг. 4, представлено изображение размещения вспомогательных лопастей винтового конвейера согласно варианту осуществления 2.In fig. 5, similar to FIG. 4 is a view showing the placement of auxiliary blades of the screw conveyor according to Embodiment 2.
На фиг. 6 представлено объемное изображение винтового конвейера согласно варианту осуществления 3 настоящего изобретения.In fig. 6 is a three-dimensional view of a screw conveyor according to Embodiment 3 of the present invention.
На фиг. 7 представлено изображение спереди по фиг. 6.In fig. 7 is a front view of FIG. 6.
На фиг. 8 представлено объемное изображение винтового конвейера согласно варианту 4 осуществления настоящего изобретения.In fig. 8 is a three-dimensional view of a screw conveyor according to Embodiment 4 of the present invention.
На фиг. 9 представлено изображение спереди по фиг. 6.In fig. 9 is a front view of FIG. 6.
На фиг. 10, подобно фиг. 4, представлено изображение размещения вспомогательных лопастей винтового конвейера согласно варианту осуществления 4.In fig. 10, similar to FIG. 4 is a view showing the placement of auxiliary blades of the screw conveyor according to Embodiment 4.
На фигурах: 1 - подающая труба; 2 - крышка малого конца; 3 - выходное отверстие; 4 - внутренний трубчатый элемент; 5 - внешний трубчатый элемент; 6 - винтовая лопасть; 7 - прямой цилиндрический участок; 8 - крышка большого конца; 9 - сливное отверстие; 10 - вспомогательная лопасть; 11 - конический участок; 12 - отверстие для выпуска твердой фазы; 13 - первый зазор; 14 - второй зазор; 15 - канал потока.In the figures: 1 - supply pipe; 2 - small end cover; 3 - outlet; 4 - internal tubular element; 5 - external tubular element; 6 - helical blade; 7 - straight cylindrical section; 8 - large end cover; 9 - drain hole; 10 - auxiliary blade; 11 - conical section; 12 - hole for releasing solids; 13 - first gap; 14 - second gap; 15 - flow channel.
Конкретные способы осуществленияSpecific methods of implementation
Конкретные способы осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые графические материалы.Specific methods for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Вариант осуществления 1:Embodiment 1:
Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, винтовой конвейер со вспомогательными лопастями согласно настоящему изобретению находится между винтовыми лопастями 6 существующего винтового конвейера, при этом предусмотрено несколько вспомогательных лопастей 10; ширина вспомогательных лопастей 10 меньше шага винтовой лопасти 6; две смежные вспомогательные лопасти 10 расположены в шахматном порядке; исходное непрерывное и полное пространство спирального канала между винтовыми лопастями 6 дополнительно разделено на извилистые каналы 15 потока, что тем самым увеличивает длину пути разделения суспензии и эффективно улучшает эффект разделения.As shown in FIG. 3 and fig. 4, the screw conveyor with auxiliary blades according to the present invention is located between the screw blades 6 of the existing screw conveyor, and a plurality of auxiliary blades 10 are provided; the width of the auxiliary blades 10 is less than the pitch of the helical blade 6; two adjacent auxiliary blades 10 are arranged in a checkerboard pattern; the original continuous and complete space of the spiral channel between the helical blades 6 is further divided into tortuous flow channels 15, thereby increasing the length of the suspension separation path and effectively improving the separation effect.
Добавленная в этом варианте осуществления вспомогательная лопасть 10 представляет собой плоскую прямую лопасть и расположена в радиальном направлении винтового конвейера; ее корневая часть нижней стороной приварена к периферии внутреннего трубчатого элемента 4, при этом она одной стороной приварена к винтовой лопасти 6, то есть левый край части вспомогательной лопасти 10 внутри каждого спирального пространства прикреплен к винтовой лопасти 6 возле левой стороны, при этом на правой стороне оставлен первый зазор 13, у которого ширина составляет t, расстояние t составляет 20%-80% шага спирали p; правый край другой части вспомогательной лопасти 10 прикреплен к винтовой лопасти 6 на правой стороне, удаленной от подающей трубы 1, при этом на левой стороне оставлен второй зазор 14; то есть две смежные вспомогательные лопасти 10 в каждом периферийном пространстве в шахматном порядке прикреплены к винтовой лопасти 6 на левой стороне и винтовой лопасти на правой стороне 6, при этом внутри каждого спирального пространства образован извилистый канал 15 потока, проходящий по волнообразному или зигзагообразному пути; когда жидкость разделения проходит через канал, то ее блокирует вспомогательная лопасть 10, при этом снижается скорость потока и она вынуждена постоянно менять направление, что увеличивает время пребывания жидкости разделения в барабане в процессе центрифугирования. В этом варианте осуществления в пределах нескольких шагов винтового конвейера в радиальном направлении под равным углом равномерно расположено несколько вспомогательных лопастей 10.Added in this embodiment, the auxiliary blade 10 is a flat straight blade and is located in the radial direction of the screw conveyor; its root part with its lower side is welded to the periphery of the inner tubular element 4, while one side is welded to the helical blade 6, that is, the left edge of the part of the auxiliary blade 10 inside each spiral space is attached to the helical blade 6 near the left side, while on the right side a first gap 13 is left, the width of which is t, the distance t is 20%-80% of the spiral pitch p; the right edge of the other part of the auxiliary blade 10 is attached to the helical blade 6 on the right side away from the supply pipe 1, while a second gap 14 is left on the left side; that is, two adjacent auxiliary blades 10 in each peripheral space are staggeredly attached to a helical blade 6 on the left side and a helical blade on the right side 6, and a tortuous flow channel 15 is formed within each helical space along a wavy or zigzag path; when the separation liquid passes through the channel, it is blocked by the auxiliary blade 10, while the flow speed decreases and it is forced to constantly change direction, which increases the residence time of the separation liquid in the drum during the centrifugation process. In this embodiment, several auxiliary blades 10 are evenly spaced within a few steps of the screw conveyor in the radial direction at an equal angle.
Во время работы настоящего изобретения подлежащий разделению суспендированный материал через подающую трубу 1 попадает во внутренний трубчатый элемент 4 винтового конвейера, затем через выходное отверстие 3 винтового конвейера попадает между быстро вращающимися внешним трубчатым элементом 5 и внутренним трубчатым элементом 4; твердые частицы оседают на внутренней стенке внешнего трубчатого элемента; винтовой конвейер проталкивает осевшие твердые частицы в зону сушки на малом конце барабана, то есть на конце для твердой фазы, при этом сдавливанием в двух направлениях за счет тяги винтового конвейера и центробежной силы осаждения обеспечено дополнительное сдавливание и обезвоживание осадка с последующим выпуском через отверстие 12 для выпуска твердой фазы на малом конце барабана; и надосадочная жидкость после разделения с меньшей плотностью вдоль внутреннего трубчатого элемента 4 перемещается в направлении конца для жидкой фазы на другой стороне и оседает, после чего, наконец, выпускается через сливное отверстие 9.During operation of the present invention, the suspended material to be separated through the feed pipe 1 enters the inner tubular member 4 of the screw conveyor, then through the outlet hole 3 of the screw conveyor enters between the rapidly rotating outer tubular member 5 and the inner tubular member 4; solid particles settle on the inner wall of the outer tubular element; the screw conveyor pushes settled solid particles into the drying zone at the small end of the drum, that is, at the end for the solid phase, while squeezing in two directions due to the traction of the screw conveyor and the centrifugal force of deposition ensures additional compression and dewatering of the sediment, followed by release through hole 12 for releasing the solid phase at the small end of the drum; and the supernatant liquid, after being separated into a lower density along the inner tubular member 4, moves towards the liquid phase end on the other side and settles, and is finally discharged through the drain hole 9.
Согласно настоящему изобретению за счет добавления между винтовыми лопастями 6 вспомогательных лопастей 10 вспомогательные лопасти 10 вращаются вместе с внутренним трубчатым элементом 4, при этом попавшая в винтовой конвейер суспензия находится под действием огромного поля центробежных сил, и твердые частицы выделяются из жидкой фазы; ввиду наличия вспомогательных лопастей 10 изменяется первоначальный режим, в котором приведение жидкости во вращение обеспечено только винтовыми лопастями 6, а также за счет того, что вспомогательные лопасти 10 приводят в движение суспензию, которая через выходное отверстие 3 попадает между внутренним и внешним трубчатыми элементами, можно сразу получить центробежную силу и скорость вращения, и тем самым ускоряется разделение твердой и жидкой фаз и повышается эффективность разделения. В то же время вспомогательная лопасть 10 также увеличивает эквивалентную площадь оседания; на основании формулы коэффициента разделения F r = rω 2/g вышеуказанные повышение скорости и увеличение площади могут заметно повысить коэффициент разделения F r с получением лучшего эффекта разделения.According to the present invention, by adding auxiliary blades 10 between the screw blades 6, the auxiliary blades 10 rotate together with the internal tubular element 4, while the suspension entering the screw conveyor is subject to a huge field of centrifugal forces, and solid particles are released from the liquid phase; due to the presence of auxiliary blades 10, the initial mode changes, in which the rotation of the liquid is ensured only by the helical blades 6, and also due to the fact that the auxiliary blades 10 set in motion the suspension, which through the outlet 3 enters between the inner and outer tubular elements, it is possible immediately obtain centrifugal force and rotation speed, thereby accelerating the separation of solid and liquid phases and increasing the separation efficiency. At the same time, the auxiliary blade 10 also increases the equivalent settling area; Based on the formula of the separation coefficient F r = rω 2/g , the above increase in speed and increase in area can noticeably improve the separation coefficient F r to obtain a better separation effect.
Согласно настоящему изобретению расположенные в шахматном порядке вспомогательные лопасти 10, расположенные в спиральном канале, образуют волнообразный канал, что увеличивает расстояние оседания и время пребывания подлежащей разделению суспензии в барабане; при условии неизменности диаметра, скорости вращения и отношения длины к диаметру барабана эквивалентная площадь оседания также одновременно увеличивается, расстояние оседания частиц сокращается и скорость потока суспензии увеличивается, так что твердые частицы могут быть в полной мере выделены из жидкой фазы и осажены, и может быть получена надосадочная жидкость с более высокой степенью чистоты, при этом в последующих процессах нет необходимости в повторном осуществлении фильтрации твердых частиц. Согласно настоящему изобретению за счет изменения существующей декантерной центрифуги повышается производительность обработки и эффективность разделения оборудования в отношении суспензии, в которой трудно разделить твердую и жидкую фазы, и изобретение характеризуется низкой стоимостью изготовления, экономией производственных расходов и другими преимуществами.According to the present invention, the staggered auxiliary blades 10 located in the spiral channel form a wave-shaped channel, which increases the settling distance and residence time of the suspension to be separated in the drum; As long as the diameter, rotation speed and length-to-diameter ratio of the drum are kept constant, the equivalent settling area is also simultaneously increased, the settling distance of the particles is shortened and the flow rate of the suspension is increased, so that the solid particles can be fully separated from the liquid phase and settled, and can be obtained supernatant with a higher degree of purity, while subsequent processes do not need to re-filter solid particles. According to the present invention, by modifying the existing decanter centrifuge, the processing capacity and separation efficiency of the equipment for suspension in which it is difficult to separate solid and liquid phases is improved, and the invention is characterized by low manufacturing cost, saving in production costs and other advantages.
Вариант осуществления 2:Embodiment 2:
Как показано на фиг. 5, в этом варианте осуществления плоские прямые лопасти из варианта осуществления 1 заменены на изогнутые лопасти, при этом вспомогательная лопасть 10 характеризуется определенной степенью кривизны, при этом направление выпуклости изгиба ее криволинейной поверхности совпадает с направлением вращения барабана, то есть частицы тяжелой фазы в суспензии будут перемещаться вдоль выпуклой поверхности изогнутой лопасти в направлении наружу; такая компоновка может эффективно увеличивать центробежную силу и способствовать легкому оседанию частиц тяжелой фазы.As shown in FIG. 5, in this embodiment, the flat straight blades of Embodiment 1 are replaced by curved blades, and the auxiliary blade 10 is characterized by a certain degree of curvature, and the direction of the convexity of the bend of its curved surface coincides with the direction of rotation of the drum, that is, the heavy phase particles in the suspension will move along the convex surface of the curved blade in an outward direction; This arrangement can effectively increase the centrifugal force and facilitate the easy settling of heavy phase particles.
Вариант осуществления 3:Embodiment 3:
Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, в этом варианте осуществления вспомогательные лопасти 10 из варианта осуществления 1, расположенные в осевом направлении барабана, расположены с отклонением на определенный угол; на фиг. 7 угол α между вспомогательной лопастью 10 и линией центральной оси барабана находится в пределах 45 градусов, предпочтительно составляет 5-30 градусов; смежные лопасти расположены параллельно и совпадают по направлению отклонения. В этом варианте осуществления вспомогательная лопасть 10 расположена в спиральном канале в задней части выходного отверстия 3, что может уменьшить сопротивление перемещению в зоне сушки на коническом участке 11 барабана и способствует выпуску твердофазного материала.As shown in FIG. 6 and fig. 7, in this embodiment, the auxiliary blades 10 of Embodiment 1 located in the axial direction of the drum are deviated by a certain angle; in fig. 7, the angle α between the auxiliary blade 10 and the line of the central axis of the drum is within 45 degrees, preferably 5-30 degrees; adjacent blades are located parallel and coincide in the direction of deflection. In this embodiment, the auxiliary blade 10 is located in the spiral channel at the rear of the outlet 3, which can reduce the resistance to movement in the drying area of the conical portion 11 of the drum and promotes the discharge of solid material.
Вариант осуществления 4:Embodiment 4:
Как показано на фиг. 9 и фиг. 10, в этом варианте осуществления направления отклонения вспомогательных лопастей 10, совпадающие с направлениями отклонения, согласно варианту осуществления 4 проходят попеременно, то есть направление отклонения вспомогательной лопасти 10, приваренной к одной стороне толкающей поверхности винтовой лопасти 6, и направление вращения являются противоположными, а направление отклонения вспомогательной лопасти 1, приваренной к одной стороне задней поверхности, и направление вращения совпадают. Этот вариант осуществления может повысить эффективность проталкивания твердого материала и предотвращать возникновение мертвых углов или нагромождений.As shown in FIG. 9 and fig. 10, in this embodiment, the deflection directions of the auxiliary blades 10 coinciding with the deflection directions of Embodiment 4 are alternated, that is, the deflection direction of the auxiliary blade 10 welded to one side of the pushing surface of the helical blade 6 and the rotation direction are opposite, and the direction the deflections of the auxiliary blade 1, welded to one side of the rear surface, and the direction of rotation coincide. This embodiment can improve the efficiency of pushing solid material and prevent dead corners or pile-ups from occurring.
Вариант осуществления 5:Embodiment 5:
Как показано на фиг. 10, в этом варианте осуществления вспомогательные лопасти 10, которые в варианте осуществления 1 расположены в радиальном направлении барабана, расположены с отклонением на определенный угол; на фиг. 10 угол β между вспомогательной лопастью 10 и радиальной линией находится в пределах 90 градусов, предпочтительно составляет 5-45 градусов. В этом варианте осуществления на один шаг спирали предусмотрено четыре вспомогательных лопасти 10.As shown in FIG. 10, in this embodiment, the auxiliary blades 10, which in Embodiment 1 are located in the radial direction of the drum, are deviated by a certain angle; in fig. 10, the angle β between the auxiliary blade 10 and the radial line is within 90 degrees, preferably 5 to 45 degrees. In this embodiment, four auxiliary blades 10 are provided per helix pitch.
Вариант осуществления 6:Embodiment 6:
В вышеописанных вариантах осуществления высота вспомогательных лопастей 10 и высота винтовых лопастей 6 равны, и вспомогательные лопасти 10 могут способствовать соскабливанию твердых частиц на внутренней стенке внешнего трубчатого элемента и способствовать проталкиванию твердых частиц винтовыми лопастями 6 в направлении зоны сушки на малом конце барабана. Разумеется, у вспомогательных лопастей 10 высота также может быть меньше, чем у винтовых лопастей 6, или высота постепенно увеличивается от конца для твердой фазы до конца для жидкой фазы, что способствует проталкиванию твердых частиц винтовыми лопастями в направлении конца для твердой фазы.In the above-described embodiments, the height of the auxiliary blades 10 and the height of the helical blades 6 are equal, and the auxiliary blades 10 can help scrape solid particles on the inner wall of the outer tubular member and help push the solid particles by the helical blades 6 towards the drying zone at the small end of the drum. Of course, the auxiliary blades 10 may also have a height that is smaller than that of the helical blades 6, or the height gradually increases from the solid end to the liquid end, which helps the helical blades push solid particles toward the solid end.
Описанное выше представляет собой объяснение настоящего изобретения и не является ограничением изобретения, и без отступления от идеи настоящего изобретения в настоящее изобретение могут быть внесены различные изменения. Например, суспензия представляет собой смесь твердых частиц и жидкости; разумеется, это также может быть ферментационный бульон, коллоидное вещество, поверхностно-активное вещество, эмульсия и т.п. Например, вспомогательная лопасть 10 также может быть профильной пластиной круглой, конусовидной, криволинейной или другой формы, высота которой не превышает высоту винтовой лопасти 6, при этом необходимо только обеспечить то, что внутри каждого спирального периферийного пространства образован канал 15 потока.The above is an explanation of the present invention and is not a limitation of the invention, and without departing from the spirit of the present invention, various changes may be made to the present invention. For example, a suspension is a mixture of solid particles and liquid; of course, it can also be a fermentation broth, colloidal substance, surfactant, emulsion, etc. For example, the auxiliary blade 10 can also be a profile plate of a round, cone-shaped, curved or other shape, the height of which does not exceed the height of the helical blade 6, it is only necessary to ensure that a flow channel 15 is formed within each spiral peripheral space.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110078384.9 | 2021-01-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2823414C1 true RU2823414C1 (en) | 2024-07-23 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU797777A1 (en) * | 1979-02-20 | 1981-01-23 | Предприятие П/Я В-2262 | Auger-type settling centrifuge |
| US20030129042A1 (en) * | 2000-11-10 | 2003-07-10 | Steffen Hruschka | Screw for a screw-type solid bowl centrifuge and method for producing oil using such a screw-type solid bowl centrifuge |
| EP1364717A2 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-26 | Hiller GmbH | Decanter centrifuge for extracting fruit- or vegtable juices having a worm-conveyor for discontinuous transport |
| US20080312060A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-12-18 | Westfalia Separator Gmbh | Screw-Type Solid Bowl Centrifuge |
| RU2346752C1 (en) * | 2007-05-04 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | Suspension separation centrifuge |
| CN204974216U (en) * | 2015-09-06 | 2016-01-20 | 广州金康源环保设备有限公司 | Decanter centrifuge |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU797777A1 (en) * | 1979-02-20 | 1981-01-23 | Предприятие П/Я В-2262 | Auger-type settling centrifuge |
| US20030129042A1 (en) * | 2000-11-10 | 2003-07-10 | Steffen Hruschka | Screw for a screw-type solid bowl centrifuge and method for producing oil using such a screw-type solid bowl centrifuge |
| EP1364717A2 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-26 | Hiller GmbH | Decanter centrifuge for extracting fruit- or vegtable juices having a worm-conveyor for discontinuous transport |
| US20080312060A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-12-18 | Westfalia Separator Gmbh | Screw-Type Solid Bowl Centrifuge |
| RU2346752C1 (en) * | 2007-05-04 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | Suspension separation centrifuge |
| CN204974216U (en) * | 2015-09-06 | 2016-01-20 | 广州金康源环保设备有限公司 | Decanter centrifuge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2015200507B2 (en) | Improvements in feedwells | |
| US20240075483A1 (en) | Screw Conveyor Having Auxiliary Blades And Screw Discharge Decanter Centrifuge | |
| CN1111446A (en) | Separation of liquid suspensions | |
| US5296149A (en) | Lamellar apparatus and method for clarifying water | |
| CN105617724B (en) | A kind of type sugar juice single-layer settling system | |
| CN115957544B (en) | A cyclone grit chamber for wastewater treatment | |
| CN118063053A (en) | Wastewater recycling treatment device and treatment method for silicon carbide micro powder | |
| EP0574364B1 (en) | Centrifuge for oil extraction from oily slurries working without addition of drinkable water | |
| RU2640539C2 (en) | Centrifugal separator with laminar flow | |
| CN114845812A (en) | Entry area of a centrifuge worm and decanter worm centrifuge | |
| RU2823414C1 (en) | Helical conveyor with auxiliary blades and decanter centrifuge with helical discharge | |
| CN115974357A (en) | Separation device for treating oily sewage and sludge and use method thereof | |
| CN112387427B (en) | Decanter centrifuge | |
| US4915681A (en) | Centrifugal separator with continuous discharge | |
| CN119822455A (en) | Sewage treatment is with high-efficient mud removal equipment | |
| CN211339242U (en) | Oil-water-solid three-phase separation high-speed horizontal spiral sedimentation centrifuge | |
| CN120328774A (en) | A micro-flocculation sedimentation treatment device | |
| CN214382765U (en) | Screw conveyer with auxiliary blades and spiral discharging sedimentation centrifuge | |
| WO2001010530A1 (en) | Deep bed thickener/clarifiers with enhanced liquid removal | |
| CN207786831U (en) | Three-phase horizontal spiral sedimentation centrifuge for dehydration, oil removal and slag discharge | |
| CN217796711U (en) | High-dry type large-throughput spiral pusher | |
| CN117427374A (en) | Fine oil-water separation assembly, device and method | |
| RU75328U1 (en) | SCREW CENTRIFUGE | |
| CN108126834B (en) | Dewatering, deoiling and deslagging three-phase horizontal spiral sedimentation centrifuge | |
| CN222093639U (en) | Microbial inoculum dish type centrifuge |